Nazikçe masa tenisinin fiziği hakkında yazmak için zaman ayıran ve beni bu şeyleri çözmeye çalışırken beynimi zorlama ihtiyacından kurtaran konuk yazar Jonathan Roberts'a teşekkür ederim!
İlk olarak, Masa Tenisini tanımlamak için kullanılan matematiğe çok kısa bir giriş. Sir Isaac Newton adlı bir adamın anıtsal çalışmasında elde ettiği bir avuç formül var. Philosophae Naturalis Principia Mathematica. Bu arada, bu eser genellikle bilim tarihinde şimdiye kadar yazılmış en önemli eser olarak kabul edilir ve Newton'u gelmiş geçmiş en büyük bilim adamı olarak görüyorum.
Nesnelerin yıldızlararası nesnelerin (galaksiler, yıldızlar, gezegenler, CİDDİ BÜYÜK ŞEYLER vb.), yaklaşık bir milimetrenin 1000'de biri veya 1 ölçeğindeki şeylere kadar mikron. Bundan sonra, bu evren modeli bozulmaya başlar ve kullanmak için KORKUNÇ Matematik ve Fizik içeren Kuantum Teorisi ve Görelilik'e gitmeniz gerekir.
Her neyse, bu Newton Evrenindeki Masa Tenisinin Fiziği ve Matematiğidir.
Burada kullanılacak temel formüller şunlardır:
P = W÷t
W = Fs
F = anne
a = (v - u)÷t Not: Bu genellikle v = u olarak yeniden düzenlenir.
T = rF
Not: İki harf yan yana geldiğinde çarpma anlamına gelir. Bu doğru notasyon. İkinci formülü örnek alın, W = Fs Bu şu şekilde ifade edilir W = F çarpılır s veya W = F x s.
Nereye:
P = Güç (Uygulanan hacim miktarı)
W = İş (Tüketilen enerji miktarı)
t = Zaman (Gücün uygulandığı sürenin uzunluğu)
F = Kuvvet (Temelde atışın sahip olduğu homurtu miktarı. P'ye benzer ama biraz farklı)
s = Yer Değiştirme (bu, belirli koşullar dışında esasen Mesafe anlamına gelir)
m = Kütle (topun ağırlığı, 2.7g olarak sabitlenmiştir)
a = İvme (belirli bir süre boyunca hızdaki değişim)
v = Hız (atış hızı)
u = İlk Hız (topun size ne kadar hızlı çarptığı)
T = Tork (Uygulanan Döndürme Kuvveti miktarı)
r = Yarıçap (bir dairenin ortasından çevreye olan uzunluk.)
P = W÷t
Daha fazlasını kazanmak için güç çekimlerinde daha fazlasını yapmalısın İş veya daha az al zaman senin çekimlerinde. NS zaman bir atışta, topun yaklaşık 0.003 saniye olarak sabitlenmiş raketle temas halinde olduğu süreyi ifade eder. Bu nedenle, artırmak için Çalışmak yapıldığında, ikinci denklem incelenmelidir:
W = Fs
miktarı ise Kuvvet artırılır, ardından Çalışmak katsayısı artırılır. Diğer yol ise, Yer değiştirme, ancak Tablonun uzunluğu sabit olduğu için bu yapılamaz (teknik olarak, lobicilik veya topu döngüye sokmak Çalışmak yapılır, çünkü top, ağı zar zor temizleyen toptan daha büyük bir mesafe kat etmesi gerekir). Artırmak için Kuvvet, üçüncü denklem incelenmelidir.
F = anne
artırmak için Kuvvet, NS Yığın topun arttırılması gerekiyor ki bu imkansız ya da Hızlanma artırılması gerekiyor. artırmak için hızlanma, beşinci denklemi analiz ediyoruz.
a = (v - u)÷t
Parantezler arasındaki hesaplamanın sonucu önce hesaplanmalıdır (bu bir matematik yasasıdır). Bu nedenle, maksimize etmek istiyorsunuz hızlanma, minimize ilk hız. maksimize etmek için hız, topa olabildiğince sert vurmalısın. NS ilk hız rakibin topa ne kadar sert vurduğuyla ilgili olarak, üzerinde kontrolünüz olmayan bir şeydir. Ancak, olarak ilk hız sana doğru geliyor, değeri negatif. Yani aslında sizin için eklendi hız, negatif bir sayıyı çıkarmak aslında iki terimi eklediğiniz anlamına gelir (başka bir matematik yasası). NS zaman yukarıda açıklanan nedenle sabit kalır.
Bu nedenle bu, topa ne kadar sert vurursanız, o kadar çok Güç sahip olacak.
Ancak Masa Tenisinde hız her şey değildir. Şimdi tartışılacak olan bir dönüş var.
Masa Tenisinde Tepki Hızı
Biyolojik açıdan bakıldığında, vücudun bir uyarana ne kadar hızlı tepki verebileceğinin sınırları vardır. Bu süre içinde işitsel uyaran ile görsel uyaran arasında bir fark vardır. Teknik olarak, bir görsel uyarana göre bir işitsel uyarana daha hızlı yanıt veririz, sırasıyla 0.18 saniye ile karşılaştırıldığında, saniyenin 0.14'ü. Bu nedenle, atışla ilgili HER ŞEYİ sadece raket vuruşunu duyarak çözmeniz gerekiyorsa, masa tenisi oynayan herkesten 0,04 veya saniyenin yüzde dördü kadar hızlısınız önce.
İyi oyuncular (benim gibi ortalama oyuncular bile), sadece topun sopaya değdiğinde çıkardığı sesi dinleyerek rakibin ne yaptığının çoğunu çıkarabilir. Örneğin topun sopaya sürtme sesi size topun spin atıldığını söyler, bir ilmek vurmak bu etkiyi verecektir. Daha keskin bir 'pock' size topun oldukça sağlam bir şekilde vurulduğunu ve ayrıca ince bir lastik kullandıklarını söyleyecektir. Elbette, rakibin sopasını görmek yasaldır, bu nedenle hangi kalınlıkta kauçuğun kullanıldığını anlamak için gürültüyü dinlemek sadece yapılabilecek bir şeydir.
Bazı insanlar, top masaya çarptığında topun üstte mi yoksa altta mı olduğunu anlayabildiklerini söylüyor. Şahsen ben yapamam ama elit oyuncuların yapabilmesi beni şaşırtmaz.
Masa Tenisinde, bir atışa tepki vermek için ortalama toplam süre genellikle saniyenin 0.25'i civarındadır. Çok sayıda eğitim ve çok sayıda uygulama ile bu, saniyenin 0,18'ine düşürülebilir. Bu, masa tenisinin harikalarını en iyi A sınıfı oyunculardan ayıran en büyük faktörlerden biridir. Sporun elit seviyelerinde, bir saniyenin en küçük kısmı (1/1000s) daha hızlı olmak bile fark yaratmaya başlar.
Masa Tenisinde Tork
T = rF
Tork, sabit bir nokta etrafında bir açıyla uygulandığında ortaya çıkan bir Kuvvettir. Bu genellikle bir dairedir. Masa Tenisinde kullanılan Tork'u gördüğüm birkaç yer var. Bazı yaygın yerler şunlardır:
- Topdaki dönüşü maksimize etmek. Bunu yaparak bir küre (top) içindeki bir nokta etrafında döndürülür. Bu, top ne kadar hızlı dönerse, o kadar yüksek tork.
- gibi güçlü bir atış yaparken vücudu gevşetmek paramparça etmek. Kalçalarınızı, ardından gövdenizi, sonra omuzlarınızı, üst kolunuzu, alt kolunuzu ve son olarak bileğinizi gevşetin. Bu, yarıçap salıncaktan. Raketin dış kenarına doğru topa vurmak yarıçapı da artıracaktır. Bunun oyunda kullanılıp kullanılmadığını bilmiyorum, çünkü bunu yapmak topun tatlı noktanın dışında rakete çarptığı ve kontrol kaybına neden olacağı anlamına gelir.
- bir hizmet verirken forehand sarkaç servisi, bir teknik, topa uygulanan spin miktarını en aza indirerek rakibi kandırmaktır. Bu, topa sapa yakın temas ettirilerek yapılır, böylece en aza indirilir. yarıçap salıncaktan.
Teknik olarak topa daha sert vurmak (daha yüksek bir hızla) torku da arttırır, çünkü hızdaki bu artış topun ivmesinde doğrudan bir artışa neden olur. Olarak F = anne, bir artış a doğrudan bir artışa yol açar. F, bu da doğrudan bir artışa yol açar. tork.
yani
a = (v - u)/t
F = ma
T = rF
Enerji
Enerji gözlemlenemez. Sadece Enerjinin sonuçları gözlemlenebilir. Yani bir topa sert vurulduğunda, o atışa neden olmak için Enerjinin kendisinin değil, oyuncunun vücudundan topa Enerji transferini gözlemliyorsunuz.
Enerji iki biçimde tanımlanır (kimya ve nükleer fizikte aşırı derecede teknik olmadan, bu makalenin kapsamı dışında kalan diğer biçimlerin saçılımını göz ardı ederek). Bunlar Potansiyel Enerji ve Kinetik Enerjidir.
Kullanılan formüller şunlardır:
Potansiyel enerji: E = mgh
Kinetik enerji: E = ½mv2
nerede.
E = Enerji
m = Kütle
g = Yerçekimine bağlı ivme (9.81001 ms-2 ila 5 ondalık basamak bilmeniz gerekiyorsa)
h = Nesnenin yüksekliği
v = Hız.
E = mgh
Bu, Potansiyel Enerjinin bir temsilidir. Bu, söz konusu nesnenin Enerji kullanma yeteneğini temsil eder. Örneğin, elinizde bir Masa Tenisi topu olsaydı ve elinizi hızlıca çekerseniz top (yerçekimi nedeniyle) düşmeye başlardı. Bu gerçekleştiğinde, topun potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşmeye başlar. Top yere çarptığında, kinetik enerji tekrar potansiyel enerjiye dönüşmeye başlar, ta ki top sıçramasının zirvesine ulaşana ve tekrar düşmeye başlayana kadar.
Teorik olarak, bu sonsuza kadar devam etmelidir, çünkü Enerji yaratılamaz veya yok edilemez (muhtemelen Science'ın en ünlü denklemini içeren bir nükleer reaksiyon hariç: E = mc2). Sonsuza kadar devam etmemesinin nedeni, sürtünme biçimindeki hava direnci ve top ile zeminin çarpışmasının sürekli olmamasıdır. mükemmel elastik (topun kinetik enerjisinin bir kısmı, yere çarptığında ısıya dönüştürülür ve ayrıca zemin ile zemin arasında bir miktar sürtünme vardır. top).
Bir deney yapmak istiyorsanız (bu 'hileden' epey para kazanabilirsiniz), bir golf topunu ve bir masa tenisi topunu aynı yükseklikten düşürmeyi deneyin ve hangisinin önce yere çarptığını görün. Hava direnci neredeyse tamamen eşit olduğundan, ikisi de aynı anda çarpacaktır. Kurulumu daha zor olsa da başka bir yol da deneyi vakumda yapmaktır. Bu durumda, bir tüy ve bir tuğla bırakabilirsiniz ve ikisi aynı anda yere çarpacaktır.
Bu, yüksek bir top atışına sahip bir servisin, sadece 6 inç yükseklikte atılan bir servisten daha tehlikeli olduğunu açıklar. Yüksek atıştan kazanılan Enerji, raket çarptığında dönüşe veya hıza dönüştürülebilir.
E = ½mv2
Bu formül, topa ne kadar hızlı vurursanız, atışın o kadar fazla Enerjiye sahip olacağını gösterir. Yarasanın kütlesi yüksekse, atışta daha fazla Enerji ile sonuçlanacaktır. Bunun nedeni, kütle ve enerji terimlerinin her ikisinin de Enerji ile doğru orantılı olmasıdır.
38 mm Top Neden 40 mm Topdan Daha Hızlı?
38 mm'lik top daha küçük bir yarıçapa sahip olduğundan, aynı zamanda daha düşük bir kütleye ve dolayısıyla denklem nedeniyle daha düşük bir Enerjiye sahiptir. E = ½mv2. Bu nedenle bu, topun toplam hızının daha düşük olduğu anlamına gelmelidir. AMA, 38 mm bilye 40 mm bilyeden daha hızlıdır çünkü yarıçaptaki artış rüzgar direncinde bir artışa neden olur ve böylece 40 mm bilyeyi yavaşlatır. Masa tenisi topu gibi düşük kütleli nesnelerle uğraşırken, hava direnci onu yavaşlatmada önemli bir faktördür.
Ve bu, masa tenisi fiziğine temel bir giriştir.
